阅读说明：本技术 一种复杂曲面造型的空间结构 (Spatial structure with complex curved surface modeling ) 是由 冯伟 朱家佳 连珍 刘天择 崔杰 李孟秋 于 2021-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种复杂曲面造型的空间结构,其结构包括造型骨架、骨架支撑、连接单元、装饰层,骨架支撑支撑在造型骨架的下方；连接单元之间相互连接形成若干网状结构；网状结构覆盖在造型骨架上方；网状结构在造型骨架位置与造型骨架连接固定；装饰层安装在网状结构上。本发明借助连接单元连接形成双层网状结构,将双层网状结构安装在造型骨架上,一方面保证了整体的结构强度满足建造要求；另外一方面,网状结构具有一定的形变量,防止刚度过大的问题；相邻的连接单元之间可拆卸的连接在一起,由点成片,由片成面,降低了施工难度,而且建造完成后还可以根据需要进行局部的拆卸,便于修缮、改造等局部作业。(The invention relates to a space structure of a complex curved surface model, which comprises a model framework, a framework support, a connecting unit and a decorative layer, wherein the framework support is supported below the model framework; the connecting units are mutually connected to form a plurality of net-shaped structures; the net structure is covered above the modeling framework; the net structure is fixedly connected with the modeling framework at the position of the modeling framework; the decorative layer is arranged on the net structure. According to the invention, the double-layer net structure is formed by connecting the connecting units, and is arranged on the modeling framework, so that the integral structural strength is ensured to meet the construction requirement; on the other hand, the net-shaped structure has a certain deformation amount, so that the problem of overlarge rigidity is prevented; adjacent connecting units are detachably connected together, the connecting units are point-to-point and are formed into a surface by sheets, so that the construction difficulty is reduced, and after the construction is finished, local disassembly can be performed according to needs, so that local operations such as repair, modification and the like are facilitated.)

一种复杂曲面造型的空间结构

技术领域

本发明涉及建筑装饰领域，具体涉及一种复杂曲面造型的空间结构。

背景技术

现有的空间曲面结构体系通过单杆或者复合杆相互编织、穿插形成网格结构，单杆之间相互编织穿插、单杆之间各点连接成网格结构；复合杆之间相互编织穿插、复合杆之间各点连接成网格结构。

但是在施工过程中均存在施工难度大或者材料要求高的问题，基于此，现有技术公开了一种申请号为CN201910813048.7的发明专利，该专利公开了一种空间曲面结构体系，包括空间曲面的骨架结构，骨架结构为上下交叠或者内外交叠的两层以上网格状骨架，每层网格状骨架均为一组连续、可弯曲的弹性杆件，弹性杆件的横截面为圆形或者圆环形，弹性杆件通过杆体之间弯曲相互编织穿插、杆体之间各个连接点的连接形成自体成型网格状骨架，连接点为铰接连接或者刚接连接，弹性杆件作为网格状骨架的受力构件以及空间曲面轮廓的形成构件。

发明内容

为了解决现有的单杆或复合杆编织穿插形成曲面结构存在的施工难度大、材料性能要求高的问题，本发明提供了一种复杂曲面造型的空间结构，大大降低了施工难度，适用于异形曲面建造，施工完成后还可以根据需要进行局部的清理、修缮，不会破坏其它结构。

本发明的技术目的是通过以下技术方案实现的：

一种复杂曲面造型的空间结构，其结构包括造型骨架、骨架支撑、连接单元、装饰层，骨架支撑支撑在造型骨架的下方；连接单元之间相互连接形成若干网状结构；网状结构覆盖在造型骨架上方；网状结构在造型骨架位置与造型骨架连接固定；装饰层安装在网状结构上。

进一步地，造型骨架包括若干段，若干段造型骨架之间连接固定；网状结构连接在造型骨架之间。

进一步地，造型骨架的外部设有支撑耳板，骨架支撑上端与支撑耳板铰接连接，骨架支撑的下端支撑在地面，骨架支撑呈V型设置。

进一步地，所述连接单元包括连接部、连接件，所述连接部的两端分别连接若干连接件，连接件的一端连接在连接部上，连接件的另外一端连接在相邻的连接部上或连接在造型骨架上。

进一步地，一个连接单元的连接部的一端的若干连接部分别连接若干个连接单元的连接部一端，连接部另外一端的连接部分别连接所述若干个连接部的另外一端；连接部之间通过连接件相互连接形成双层网状结构。

进一步地，连接部的两端分别设有预留槽，预留槽靠近连接部的端部设有开口，连接部的端部还安装有封盖，连接部包括连接板、连接头，连接头安装在连接板的端部，连接头通过开口卡入预留槽内；连接在两个连接部之间的连接板的两端分别设有连接头；连接在连接部和造型骨架之间的连接板一端设有连接头，连接板未设有连接头的一端与造型骨架连接固定。

进一步地，连接部呈管柱型，封盖与连接部螺纹连接；连接部内还设有固定卡件，固定卡件安装在卡入预留槽的连接头和连接部端部的封盖之间。

进一步地，连接部的两端分别设有第一端部、第二端部，第一端部和第二端部分别铰接在连接部的两端；连接件为柔性连接件，在第一端部和第二端部处连接件交叉设置。

进一步地，第一端部和第二端部均包括第一夹板、第二夹板，第一夹板和第二夹板上分别设有压槽，第一夹板和第二夹板设有压槽的一侧相对设置，第一夹板上的压槽和第二夹板上的压槽交叉设置，连接件压在压槽内。

进一步地，造型骨架上设有若干连接耳板，所述连接件的端部设有锚头，连接件通过锚头与连接耳板铰接连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于，本发明借助连接单元连接形成双层网状结构，将双层网状结构安装在造型骨架上，一方面保证了整体的结构强度满足建造要求；另外一方面，网状结构具有一定的形变量，防止刚度过大的问题；相邻的连接单元之间可拆卸的连接在一起，由点成片，由片成面，降低了施工难度，而且建造完成后还可以根据需要进行局部的拆卸，便于修缮、改造等局部作业；连接单元形成的网状结构具有形变量，可以依据造型骨架的形式建造不同的造型。

附图说明

图1是本发明的复杂曲面造型的空间结构示意图。

图2是本发明中的造型骨架布置示意图。

图3是本发明中骨架支撑结构示意图。

图4是本发明中一种连接单元结构示意图。

图5是图4中连接单元之间连接示意图。

图6是本发明中另外一种连接单元结构示意图。

图7是图6中连接单元之间连接示意图。

图8是图6的连接单元与造型骨架连接示意图。

图中，1、造型骨架；2、骨架支撑；3、网状结构；4、支撑耳板；5、连接耳板；6、连接部；7、预留槽；8、封盖；9、固定卡件；10、连接板；11、连接头；12、螺纹；13、第一端部；14、第二端部；15、第一夹板；16、第二夹板；17、压槽；18、连接孔；19、钢缆；20、铰接头；21、锚头。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步描述：

一种复杂曲面造型的空间结构，如图1-3所示，包括造型骨架1、骨架支撑2、连接单元、装饰层，根据设计图纸利用钢结构做出空间结构的造型骨架1，本实施例中以草帽形状为例，通过若干环形圈梁作为造型骨架，每个圈梁包括若干段弧形的钢结构，若干弧形钢结构通过承插的方式连接成一个封闭的环形圈梁，将若干段弧形钢结构承插位置焊接固定。根据设计图纸将环形圈梁按照设计样式摆放，通过骨架支撑2将环形圈梁支撑固定在地面，这里的地面指整个“草帽”空间造型所在支撑面，包括但不限于地球表面。若干连接单元之间相互交织连接形成网状结构3，再将网状结构3覆盖在造型骨架1上方，将网状结构3的边缘与造型骨架1连接固定，两个环形钢梁之间通过网状结构连接一体，然后再在网状结构的基础上进行装饰层安装，装饰层可以采用藤条、灯带等缠绕依附于网状结构。

骨架支撑2采用钢柱支撑，两个骨架支撑2呈V型设置，在造型骨架2上安装支撑耳板4，将两个V型设置的骨架支撑2的上端与支撑耳板4铰接连接；如图3所示；通过支撑骨架2将造型骨架1支撑在地面上，支撑骨架2一方面起到承重的效果，另外一方面通过支撑骨架2对环形钢梁起到定位的作用。

连接单元包括连接部6、若干连接件，在连接部6的两端分别连接有若干连接件，本实施例中连接部6的两端分别连接有四个连接件；连接件一端连接在连接部上，连接件的另外一端连接在相邻的连接件上，对于网状结构边缘位置，则连接件的另外一端连接在造型骨架上。

连接单元的一种实施方式如图4-5所示，连接部6采用圆管结构，在连接部6的两端分别设有预留槽7，预留槽7靠近连接部的端部设有开口；连接件包括连接板10、连接头11，连接头11呈圆柱状，将连接头11安装在连接板10的端部；使用时将设有连接头11的一端从预留槽7的开口卡入连接部6内部，连接板10从预留槽7穿过，连接头11则不能从预留槽7通过；为了将连接件固定住，在连接部的两端分别设有一个封盖8，连接部的端部和封盖内部分别设有螺纹12，封盖8通过螺接的方式安装在连接,6的两端，封盖8安装后将预留槽7的开口封住；连接部6内还设有固定卡件9，固定卡件9安装在卡入预留槽7的连接头11和连接部端部的封盖8之间。

安装时，将一个连接部6一端的四个连接件分别连接到四个连接部6的一端的预留槽位置，将该连接部另外一端的四个连接件分别连接到这四个连接部另外一端的预留槽位置，连接单元之间依次连接，最终形成双层的网状结构。对于连接在两个连接部之间的连接件而言，连接板10的两端均设有连接头11；对于一端连接在造型骨架上的连接件而言，连接件连接造型骨架的一端不设置连接头，通过焊接的方式将连接板10与造型骨架1连接固定。

连接单元的另外一种形式，如图6-7所示，连接部的两端分别设有第一端部13、第二端部14，第一端部13和第二端部14分别铰接在连接部6的两端，连接件采用柔性连接件，柔性连接件优选为钢缆19；在第一端部13和第二端部14的位置，钢缆19交叉设置。第一端部13和第二端14部结构相同，均包括第一夹板15、第二夹板16，第一夹板15和第二夹板16上分别设有压槽17，第二夹板16的背面设有铰接头20，连接部呈圆柱形钢结构，连接部通过铰接头20与第二夹板16连接，第一夹板15和第二夹板16上分别设有连接孔18，将第一夹板15和第二夹板16设有压槽17的一面相对设置，第一夹板15上的压槽17和第二夹板16上的压槽17交叉设置，在连接孔18内穿设螺栓将第一夹板15和第二夹板16固定在一起，钢缆19最终被压在第一夹板15的压槽17和第二夹板16之间以及第二夹板16上的压槽17和第一夹板15之间。对于第二种连接单元的形式，连接件最终连接在造型骨架上的端部还设有锚头21，对应的在造型骨架1上还设有连接耳板5，锚头21如双耳板形式，通过销子实现锚头21和连接耳板5的连接，如图8所示。

本实施例只是对本发明的进一步解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性的修改，但是只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。